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公開番号2025108001
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2024001553
出願日2024-01-10
発明の名称磁歪式振動発電用積層材の製造方法
出願人株式会社特殊金属エクセル
代理人個人
主分類H10N 35/01 20230101AFI20250715BHJP()
要約【課題】Fe-Co系合金材の脆化が抑制され、磁歪応答性に優れ、かつ優れた接合強度を有する積層材を生産性高く得ることができ、産業上格段の効果を奏する磁歪式振動発電用積層材の製造方法を提供する。
【解決手段】2層構造の積層材の製造方法であって、表面硬さで250HV以下の硬さを有するFe-Co系合金材と表面硬さで140HV以下の硬さを有するNi材の2種の金属帯板を素材とする。2種の金属帯板を重ねて、圧下率を45～90%とする圧着処理を行う圧着工程と、730～1400℃で拡散熱処理を行う拡散熱処理工程と、累積圧下率が10～98%の冷間圧延を行う冷間圧延工程と、加熱温度が730～1000℃で仕上熱処理を行う仕上熱処理工程とを、この順に備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２層クラッド構造を有する磁歪式振動発電用積層材の製造方法であって、
表面硬さで250HV以下の硬さを有するFe－Co系合金材と表面硬さで140HV以下の硬さを有するNi材の２種の金属帯板を素材とし、
前記２種の金属帯板を重ねて、圧下率：45～90％とする圧着処理を行い２層クラッド構造を有する積層材とする圧着工程と、
加熱温度：730～1400℃で拡散熱処理を行う拡散熱処理工程と、
累積圧下率：10～98％の冷間圧延を行う冷間圧延工程と、
加熱温度：730～1000℃で仕上熱処理を行う仕上熱処理工程とを、この順に備えることを特徴とする磁歪式振動発電用積層材の製造方法。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記冷間圧延後の積層材が、板厚：0.03～2.0mmの冷延金属帯板であることを特徴とする請求項１に記載の磁歪式振動発電用積層材の製造方法。
【請求項３】
前記冷間圧延後の積層材が、Fe－Co系合金層を全板厚の40～60％の厚みで含有することを特徴とする請求項２に記載の磁歪式振動発電用積層材の製造方法。
【請求項４】
前記圧着処理は、20～720℃の加工温度範囲で行うことを特徴とする請求項１に記載の磁歪式振動発電用積層材の製造方法。
【請求項５】
前記拡散熱処理は、保持時間：1～30分とすること、および、前記仕上熱処理は、保持時間：2時間以上とすることを特徴とする請求項１に記載の磁歪式振動発電用積層材の製造方法。
【請求項６】
前記Fe－Co系合金材は、質量％で、Fe：40～60％、あるいはさらにV：1～5％、残部Coおよび不可避的不純物からなる組成を有すること、および前記Ni材は、質量％で、Ni：99.5％以上、残部不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする請求項１に記載の磁歪式振動発電用積層材の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁歪式振動発電に使用される２層クラッド構造を有する積層材の製造方法に関する。なお、ここでいう「磁歪式振動発電」とは、磁歪材料の振動による逆磁歪特性を利用した振動発電をいうものとする。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
磁歪式振動発電は、磁化による形状の変化を利用できるエネルギー変換素子を用いて、衝撃や振動などの応力により発電させる方法である。また、上記したエネルギー変換素子は、交番磁場を与えると振動を発生する。
【０００３】
エネルギー変換素子の構成としては、磁場を与えると伸びる材料と縮む材料とを接合した２層クラッド構造体が一般である。磁歪式振動発電に用いられる材料は、磁歪が大きく飽和磁束密度も高い磁性材料であることが好ましい。
【０００４】
磁歪は、磁性体を磁化したときに寸法が変化する現象であり、比較的変化量が大きいFe－Co系合金材であれば飽和磁歪（λs/10
-６
）が70程度である。Ni材であれば飽和磁歪（λs/10
-６
）が－40程度である。
【０００５】
また、飽和磁束密度は、磁性体が磁気飽和する時の磁束密度であり、飽和磁束密度が大きいほど強力な磁石である。例えば、Fe50％－Co50％合金材は、広く用いられている磁性材料であるFeに、飽和磁束密度を高めるためにCoを添加した合金材であり、Slater－Pauling曲線においてボーア磁子数がピークを示す、非常に磁力の強い合金として知られている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、磁歪材料と軟磁性材料とを接合したエネルギー変換部材が開示されている。特許文献１に記載されたエネルギー変換部材は、磁歪材料として、Fe－Co系合金、Fe－Al系合金、Ni、Ni－Fe合金、またはNi－Co合金が、軟磁性材料としては、保持力が3A/cm以下であること、磁歪材料の磁歪定数とは異なる符号の磁歪定数を有する磁性材料からなること、が示されている。そして、具体的な組合せとして、一方が、正の磁歪定数を有するFe－Co合金またはFe－Al合金からなり、他方が、負の磁歪定数を有するNi－0～20質量％Fe系合金またはNi－Co系合金からなるエネルギー変換部材が例示されている。
【０００７】
そして、特許文献１に記載された技術では、固体の磁歪材料と固体の軟磁性材料とを、熱拡散接合、熱間圧延加工、熱間引抜加工により接合するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
国際公開ＷＯ２０１８／２３０１５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１には、上記した接合のプロセスについて、具体的な条件等の記載がない。
【００１０】
例えば、Fe－Co系合金では、熱処理条件等の製造条件によっては脆化が生じたり、磁歪応答性が低下する場合がある。また、体心立方構造の合金では、応力によって磁壁が動きにくいため、接合などの加工で生じた応力を熱処理等で取り除く必要がある。このようなことから、エネルギー変換素子に利用する磁性材料等は、当該材料に適した製造条件で製造することが重要となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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